6.2 Нахождение процента времени неустойчивости работы ррл
Нахождение процента времени неустойчивости работы РРЛ ТΣ сводится к нахождению процента времени работы проектируемой РРЛ, когда в результате замираний на интервале множитель ослабления поля свободного пространства будет падать ниже найденного для данного интервала значения Vi min.
Основным источником замираний сигналов на интервалах РРЛ является изменение во времени метеорологических условий в тропосфере. Это изменение приводит к изменению величины g на трассе и к появлению, при определённых метеорологических условиях, слоёв в тропосфере с резким изменением ε. Таким образом, кроме искривления траектории радиоволн, электрическая неоднородность тропосферы приводит к возникновению отражённых волн, амплитуда которых тем больше, чем резче изменяется диэлектрическая проницаемость воздуха ε. Возможны следующие причины замираний:
1) из-за экранирующего действия препятствий на интервале при возрастании (в алгебраическом смысле) вертикального градиента диэлектрической проницаемости воздуха g > 0;
2) за счёт интерференции между прямой и отражёнными от земной поверхности волнами;
3) за счёт интерференции между прямой волной и волнами, отражёнными от слоистых неоднородностей тропосферы с резкими изменениями ε;
4) из-за экранирующего действия слоистых неоднородностей в тропосфере, когда при малых углах скольжения и достаточно больших изменениях ε большая часть энергии отражается и лишь небольшая её часть достигает точки приёма;
5) из-за рассеяния и поглощения волн в гидрометеорах (дождь, туман, снег, град и т.д.) и газах тропосферы (кислород и водяной пар).
Результаты многочисленных измерений позволяют сделать следующие выводы:
1) замирания сигналов возникают главным образом при спокойной безветренной погоде, когда образуются слои воздуха с различной плотностью и температурой (а следовательно, и с различной диэлектрической проницаемостью), создающие отражения и преломления радиоволн;
2) замирания зимой всегда меньше, чем летом, так как воздух зимой лучше перемешивается, в нём содержится меньше водяного пара, меньше скачки температуры;
3) наибольшие замирания наблюдаются в летние месяцы, главным образом после полуночи и до восхода солнца;
4) замирания имеют значительно меньшую величину на коротких трассах (менее 30 км);
5) наименьшие изменения замираний наблюдаются, когда атмосфера интенсивно перемешивается при ветре или дожде, а на трассе поверхность земли очень шероховата или покрыта лесом;
6) замирания практически не зависят от поляризации волн.
Расчёт устойчивости на интервале РРЛ сводится к нахождению процента времени, когда в результате замираний из-за выше названных причин множитель ослабления поля свободного пространства на интервале становится меньше найденного Vimin. Этот процент времени ТΣ(Vimin) можно представить в виде суммы четырёх слагаемых:
ТΣ(Vimin) = Т0(Vimin) + ΣТn(Vimin) + ТТр(Vimin) + ТД(Vimin). (24)
Первое слагаемое Т0(Vimin) – определяет процент времени перерыва в связи за счёт экранирующего действия препятствий пролёта (g > 0). Оно определяется по графику рис. 6.4., где
(25)
(26)
Для расчёта по этим формулам необходимо найти величину μ, характеризующее препятствие интервала (когда он становится закрытым):
где
(27)
(28)
(29)
находят по профилю интервала,
(30)
– относительная протяжённость
препятствия, (31)
– масштабный коэффициент,
(32)
– относительный просвет при g = 0 (для
прямой видимости). (33)
Минимальное значение относительного просвета р(g0) находят для V = Vmin и рассчитанной величине μ по графику рис. 12.
Процент времени перерыва в связи за счёт интерференции радиоволн прямой и отражённых от поверхности профиля интервала находится как алгебраическая сумма процентов времени от каждого препятствия (если их больше одного).
(34)
Если величина под корнем отрицательная, то
0.
Функцию
находят из графика 6.7. по известным
величинам
и
А.
Процент времени перерыва в связи за счёт поглощения радиоволн в гидрометеорах определяем для 8 и 11 ГГц диапазона и выше. В начале по графику зависимости V от интенсивности дождей J находим по известному Vmin соответствующую интенсивность дождя для протяжённости интервала R0. Найденное значение J подставляем в график статического распределения среднеминутных значений интенсивности дождей для Европейской территории (рис. 2.21) и кривой 1. Найденная величина ТД(Vimin) и будет процент времени перерыва в связи из-за поглощения радиоволн в дождях.
Далее вычисляются для каждого интервала суммарный процент перерыва в связи и для РРЛ в целом:
ТΣ = Т1(Vmin) + Т2(Vmin) + … + Тn(Vmin). (36)
Теперь произведём расчёт и определим суммарный процент перерыва для первого интервала, используя формулы (24) – (35).
Из графика на рис. 12. определяем, что р(g0) = -5.6.
А так как Ψ > 5, то Т0(Vimin) = 0.
Так как величина под корнем отрицательная, то 0
Процент времени перерыва в связи за счет интерференции радиоволн прямой и отраженных от слоистой неоднородности тропосферы находится по формуле:
,
(37)
Где
42
находим по графику рис. 6,8 для найденной
величины
для сухопутных районов в %
Из графиков на рис. 2.20. и рис. 2.21. выяснили, что ТД(Vimin) = 0.
ТΣ(Vimin) = 0 + 0 +365*10-6=365*10 -6 %
Точно также произведём расчёт для второго интервала по тем же формулам.
Из графика на рис. 12. определяем, что р(g0) = -7
А так как Ψ > 5, то Т0(Vimin) = 0.
Так как величина под корнем отрицательная, то 0
Где
26
находим по графику рис. 6,8 для найденной
величины
для сухопутных районов в %
Из графиков на рис. 2.20. и рис. 2.21. выяснили, что ТД(Vimin) = 0.
ТΣ(Vimin) = 0 + 0 +85,8*10-6=85,8*10 -6 %
И теперь по формуле (36) определим суммарный процент перерыва в связи для РРЛ в целом:
ТΣ = 365*10-6+85,8*10-6=450,8*10-6 %
Затем определяется устойчивость РРЛ по формуле:
У = 100% - ТΣ. (38)
У = 100% - 450,8*10-6 = 99,99955 %.